Bài giảng Dung dịch khoan – ximăng: Chương 5 - Đỗ Hữu Minh Triết - Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng

TÁCH MÙN KHOAN RA KHỎI DUNG DỊCH.. 1.1..[r]

Trang 1

LÀM SẠCH DUNG DỊCH

Dung dịch khoan & ximăng – Đỗ Hữu Minh Triết

5-2

I TÁCH MÙN KHOAN RA KHỎI DUNG DịCH

1.1 Phương pháp thủy lực 1.2 Phương pháp cơ học 1.3 Phương pháp ly tâm

II TÁCH KHÍ RA KHỎI DUNG DịCH

2.1 Phương pháp cơ học 2.2 Phương pháp hóa lý

GEOPET

I TÁCH MÙN KHOAN RA KHỎI DUNG DỊCH

Trong quá trình tuần hoàn, dung dịch khoan bị nhiễm các chất như: mảnh

cắt, khí, nước,… làm cho chất lượng dung dịch bị thay đổi

Để phục hồi lại tính chất ban đầu của dung dịch khoan, người ta tiến hành

làm sạch dung dịch khoan

Căn cứ vào điều kiện cụ thể và đặc điểm nhiễm bẩn của dung dịch mà người

ta có thể sử dụng những phương pháp và thiết bị khác nhau: thủy lực, cơ

học, hóa lý,…

GEOPET

1.1 Phương pháp thủy lực

Dựa trên nguyên tắc trọng lực – vật thể có trọng lượng riêng lớn hơn trọng

lượng riêng của dung dịch sẽ bị lắng xuống.

Trong thực tế, tốc độ lắng của mùn khoan phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: đường kính hạt mùn, tốc độ dòng chảy, tính chất lưu biến của dung dịch,… Tốc độ dòng chảy lớn, dung dịch ổn định, cấu trúc tốt → hạt mùn khó lắng

Trong phương pháp thủy lực, người ta dùng máng lắng, giữ tốc độ dòng dung dịch nhỏ và phá vỡ cấu trúc của dung dịch, tăng tốc độ lắng hạt mùn Máng lắng thường được sử dụng khi khoan trên đất liền

Trang 2

5-5

Máng lắng có thể làm bằng kim loại, bêtông, gỗ, hoặc có thể đào ở nền khu vực khoan

Chiều dài máng lắng phụ thuộc lượng dung dịch tuần hoàn

Độ dốc của máng khoảng 1,5 –

2o Dọc theo máng và trong hố lắng có đặt các tấm chắn để phá hủy cấu trúc của dung dịch, tách hạt mùn khoan

Máy

khoan

Hố lắng

Bể chứa

Lỗ

khoan

Máy bơm

Hình 5.1 Sơ đồ hệ thống máng lắng

GEOPET

5-6

Nguyên tắc làm việc

thể lắng xuống

Khi tới tấm chắn, do tiết diện bị thu hẹp, tốc độ dòng chảy tăng, dung dịch va đập vào tấm chắn và cấu trúc dung dịch yếu đi

Vùng phá hủy cấu trúc

Vùng lắng đọng mùn khoan

GEOPET

1.2 Phương pháp cơ học

Nguyên tắc làm việc: dùng các lưới kim loại có kích thước mắt lưới phù hợp

để lọc dung dịch.

Phương pháp này áp dụng để tách mùn của dung dịch nặng vì mùn trong

dung dịch nặng khó tách hơn dung dịch thường bằng phương pháp thủy lực

do lực đẩy Archimedes

Sàng rung (shale shaker):là thiết bị tách hạt mùn được sử dụng rất phổ

biến Chuyển động rung của sàng do động cơ truyền qua hệ thống dây đai

Trên sàng rung có hệ thống lưới lọc Kích thước mắt lưới tùy thuộc tốc độ

khoan, lưu lượng bơm và đặc điểm thành hệ khoan qua

GEOPET

Nói chung, mắt lưới của sàng rung kích thước càng nhỏ càng tốt Tuy nhiên, nếu mắt lưới quá nhỏ sẽ có hiện tượng bít kín các mắt lưới, làm tổn hao dung dịch do không lọc được hoàn toàn

Cần phải đảm bảo lưới rung không bị rách, hở Nếu xảy ra sự cố này thì phải thay ngay lưới rung

Trang 3

5-9

Hình 5.2 Các loại sàng rung

5-10

Hình 5.3 Sàng rung 3 tầng

GEOPET

1.3 Phương pháp ly tâm

Nguyên tắc làm việc: tạo dòng chảy của dung dịch dạng xoáy, lực li tâm sẽ

tách hạt mùn ra khỏi dung dịch Phương pháp này có thể tách các hạt mùn

kích thước nhỏ hơn 0,1 mm

Máy tách cát – máy tách bùn: hoạt động theo nguyên tắc trên Dòng dung

dịch được bơm vào máy theo ống tiếp tuyến với thân máy và bị thu hẹp tiết

diện để tăng vận tốc dòng chảy xoáy ốc Hạt mùn có khối lượng và kích

thước lớn sẽ bị tách khỏi dung dịch

Máy tách cát, máy tách bùn thường được dùng cho dung dịch không chứa

chất làm nặng (barite) do sẽ tách chất làm nặng ra khỏi dung dịch

GEOPET

Hình 5.4 Máy tách cát

Dung dịch vào

Dung dịch ra

Hạt rắn ra

Trang 4

5-13

Lưu ý: Để hiệu quả tách đạt tối ưu, dòng thoát của dung dịch phải là chảy

tia, có dạng nón rỗng với cột khí ở giữa Nếu dòng thoát là liên tục, dung dịch

và hạt rắn đã mất chuyển động xoáy trong máy và không tách hoàn toàn

(*) – số lượng bình ly tâm cần chọn bằng tổng lưu lượng thiết kế chia cho

công suất mỗi bình.

150 125

Tổng lưu lượng thiết kế hoạt động

hiệu quả, % lưu lượng tuần hoàn (*)

40 – 75

400 - 500 Lưu lượng làm việc, gal/min/cone

20 - 74

74 - 250 Kích thước hạt rắn tách, µm

4 - 6

10 - 12 Đường kính miệng, inches

Máy tách bùn

(desilter)

Máy tách cát

(desander)

Đặc tính

GEOPET

5-14

Hình 5.5 Máy tách bùn

GEOPET

Hình 5.6 Bùn khoan được tách khỏi dung dịch

GEOPET

II TÁCH KHÍ RA KHỎI DUNG DỊCH

2.1 Phương pháp cơ học

Khí trong dung dịch khoan có thể bị tách bằng cách cho dòng dung dịch chảy trên mặt thoáng và va đập vào các vách ngăn

Trên giàn, người ta dùng thiết bị tách khí hoạt động theo nguyên tắc sau: Dung dịch chứa khí được hút vào máy tách khí qua một ống lồng hình trụ bởi

áp suất chân không tạo ra do máy bơm hoặc máy thổi.

Các cánh quạt đẩy gắn ở cuối ống trụ để tăng tốc cho dung dịch, đẩy dung dịch va chạm với vách ngăn.

Khí tách ra do chuyển động hỗn loạn và va chạm của dung dịch sẽ được bơm chân không hút và thải ra ngoài.

Dung dịch sạch khí rơi xuống và cũng được bơm ra khỏi máy tách khí bằng máy bơm ly tâm chống sục khí.

Trang 5

5-17

Hình 5.7 Sơ đồ tách khí bằng phương pháp cơ học

Máy bơm

Dung dịch

từ lỗ khoan

Dung dịch sạch

Tách khí

Vào lỗ khoan Tấm kim loại

Máy bơm

5-18

Hình 5.8 Máy tách khí

GEOPET

II TÁCH KHÍ RA KHỎI DUNG DỊCH

2.2 Phương pháp hóa lý

Tách bọt khí bằng phương pháp hóa lý có nghĩa là cho vào dung dịch một số

chất làm giảm độ bền chắc của lớp bảo vệ chung quanh bọt khí, làm cho các

bọt khí dính lại với nhau, nổi lên trên mặt thoáng và vỡ ra

Bọt khí kích thước càng lớn thì sức căng bề mặt càng nhỏ, do đó càng kém

bền vững

Phương pháp hóa lý được sử dụng hạn chế vì giá thành rất cao

GEOPET

BỐ TRÍ THIẾT BỊ XỬ LÝ DUNG DỊCH KHOAN

Hình 5.9 Sơ đồ bố trí thiết bị làm sạch dung dịch

Máy tách bùn Máy ly tâm

Máy tách khí Sàng

rung

Máy tách cát

Trang 6

5-21

KẾT THÚC CHƯƠNG 5

GEOPET

5-22

CÂU HỎI

khỏi dung dịch

cơ học và bằng ly tâm

Định dạng
Số trang	6
Dung lượng	398,4 KB